孫宇航
安徽省水利水電勘測設計研究總院有限公司(230088)
水利工程建設是國家的基礎工程建設,良好的水利工程能夠為國家發(fā)展提供保障,也能夠為居民提供更好的日常生活。樁基施工作為水利工程最為重要的隱蔽工程之一,施工難度較大,應該引進先進的施工技術(shù),提高施工效率。同時,對施工過程進行嚴格監(jiān)督,采用科學有效的樁基檢測技術(shù)是十分有必要的。
樁基在地基建設中的主要功能就是承載功能,在具體的地基施工中,會存在著單個樁基承載力低下的問題。單個樁基承載力低下會影響到整個樁基群體的承載力,嚴重時可能導致整個地基出現(xiàn)安全問題,進而對整個水利工程建設的進度造成影響[1]。
基樁斷裂是在樁基建設過程中存在的嚴重問題,一旦發(fā)生,將會對整個工程造成不可彌補的損害。基樁斷裂從字面上來看就是樁基在工程建設的過程中內(nèi)部或者是局部破裂或斷開.導致基樁斷裂的因素有很多,如與相對干燥度、環(huán)境溫度、施工現(xiàn)場氣象等有關(guān),這些因素容易對混凝土的凝結(jié)造成影響,進而導致基樁斷裂[2]。 除這些因素以外,最常見的基樁斷裂原因就是在混凝土凝結(jié)的過程中有泥土進入混凝土中,進而影響樁基質(zhì)量。
此問題主要指的是基樁在澆筑的過程中由于某種原因呈現(xiàn)出相對傾斜的現(xiàn)象,此處的相對傾斜指的是與建筑圖紙要求的施工數(shù)據(jù)有所偏差。 導致樁基柱身傾斜程度大的原因有很多,基本原因主要是在樁身定位過程中出現(xiàn)偏差,鋼筋擺放位置與圖紙位置相偏移,導致澆筑過程中呈現(xiàn)出傾斜現(xiàn)象。
以上問題是樁基建設過程中常見的問題。 此類問題一旦發(fā)生,會對水利工程整體建設造成一定影響,甚至直接影響到實體工程建筑的安全與質(zhì)量。 為避免此類問題的發(fā)生,必須在樁基建設完成以后適時進行樁基檢測,使得問題能夠及時改正,避免生命財產(chǎn)安全威脅以及資源的浪費。
樁基檢測技術(shù)是保證樁基工程是否安全的重要技術(shù)。 樁基檢測技術(shù)的分類有很多,具體包括以下幾個類別:檢測墩底的承載力及變形力;檢測各類樁柱及樁墻的結(jié)果密度和完整性;檢測樁體依附土質(zhì)應力及應變能力;各類樁墩樁墻的橫向和豎向承載力及單個承載力;其他檢測(多指造成事故的原因檢測)。
載荷試驗法主要用于檢測單柱豎向抗壓承載力、單柱豎向抗拔承載力及單柱水平承載力。 它的具體操作包括:在單柱的頂部逐級施加豎向壓力、豎向上拔力及水平推力,在逐級施加各種力的同時觀測柱頂部產(chǎn)生的各種位移,包括沉降、上拔位移和水平位移,以此來檢測各項承載力[3]。
載荷試驗法是在地基工程中較為常見的樁基檢測方法。 它的優(yōu)點在于,能夠較為直觀地顯示檢測數(shù)據(jù),但由于設備體形龐大,運輸不便,檢測周期較長。
鉆芯法主要是用于懷疑樁體的再檢測。 某樁身結(jié)構(gòu)在經(jīng)過其他檢測技術(shù)后仍然被懷疑有結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題,可運用此技術(shù)再次確認檢測。 該方法主要應用于由于溫度和周圍氣候等環(huán)境問題對于混凝土結(jié)構(gòu)的性質(zhì)產(chǎn)生影響, 如化學和物理的侵蝕、破壞等,為避免存在質(zhì)量問題而進行再次檢測。 鉆芯法具體操作為利用鉆機從目標樁體芯內(nèi)取樣,觀測內(nèi)芯成型質(zhì)量。
鉆芯法優(yōu)點是可以在建筑的各個建筑年齡層次使用,能夠隨時檢測,但存在對樁體造成破壞的問題,對于設計強度較高的工程并不建議使用這種方法。 運用此方法取出來的樣本是有限的,所以并不能全面展示樁身內(nèi)部的質(zhì)量,檢測結(jié)果容易產(chǎn)生偏差[4]。
高應變法主要是通過用重錘沖擊柱頂,在沖擊柱頂?shù)倪^程中,測量柱頂部的力時程曲線和速度(加速度)時程曲線,然后通過波動理論進行分析,最終得到單樁豎向抗壓承載力及柱身完整性的檢測結(jié)果。 低應變法主要是采用能量瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)激振方式在柱頂進行激振, 在此過程中測量柱頂部的速度(加速度)時程曲線或速度(加速度)導納曲線,通過波動理論分析,最終得到柱身完整性的檢測結(jié)果。
高應變法的優(yōu)點在于可以檢測承載力和樁身內(nèi)部的缺陷,檢測周期短,操作過程相對容易,但是大直徑擴底樁和預估Q—s 曲線具有緩變型特征的大直徑灌注樁,不適合采用高應變法檢測豎向抗壓承載力。 高應變法需具有現(xiàn)場實測經(jīng)驗和本地區(qū)相近條件下的可靠對比資料[5]。
低應變法的優(yōu)點在于操作快捷方便,節(jié)省費用資金。 低應變法的缺點在于如果對直徑比較大的樁來進行檢測,容易造成反射波不容易被樁頂傳感器接收的問題,這就導致了檢測方法只能反映柱頂?shù)牟糠秩毕荨?在使用該方法進行檢測的時候,建議作為高應變法的輔助檢測。
聲波對測法是利用超聲脈沖對混凝土內(nèi)部發(fā)射高頻彈性脈沖波,通過專業(yè)儀器對脈沖波在樁體的波動情況進行記錄,通過對這些波動情況的分析來預測混凝土內(nèi)部的狀況,如是否畸形等。
聲波對測法的優(yōu)點是,儀器體積相對較小,運載方便,采集數(shù)據(jù)準確,檢測結(jié)果直觀可靠。 它的缺點是,無法準確獲得被測量物的承載力信息,操作難度高。 對于無法獲得承載力信息數(shù)據(jù)的問題,可以配合靜載法與高應變法使用。
在目前的樁基檢測方法中,基礎的樁基檢測方法有各自的優(yōu)點,但又存在著各自的缺點。 在具體操作過程中,不同的樁基檢測方法采取相應措施之后可以提高檢測的效率。 但是,由于各種環(huán)境因素以及施工場地等原因,檢測方法仍然呈現(xiàn)著各種不足,這就要求在樁基檢測方法的準確上面多下功夫,盡量將新技術(shù)與基礎的樁基檢測方法相結(jié)合,提高檢測質(zhì)量與效率,保證樁基工程能夠順利并且安全有序進行,進而推動我國整個水利工程建設的發(fā)展,促進社會經(jīng)濟的發(fā)展。